[論文レビュー] The rise and fall of cosmical physics: notes for a history, ca. 1850-1920

Helge Kragh|arXiv (Cornell University)|Apr 14, 2013

History and Developments in Astronomy参考文献 78被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、1850年から1920年までの間に、オーロラ、磁気ストーム、大気電気といった地上および天体的現象を結びつける分野としての「宇宙物理学（cosmical physics）」の出現と衰退をたどる。ドイツ、オーストリア、ノルウェー、スウェーデンに所在するピアソン、アレンニウス、フォアスター、トラーベルトらの主要人物に焦点を当て、第一次世界大戦後に分野が崩壊した背景として、学問的分野の細分化と科学的関心の変化を明らかにする。

ABSTRACT

In the period from about 1890 to 1915 an interdisciplinary and unifying research programme known as "cosmical physics" attracted much scientific and public attention. It typically included aspects of the earth sciences (such as magnetic storms and atmospheric electricity) combined with astronomical subjects (such as the solar corona and cometary tails), but there was no unanimity as to the precise meaning of cosmical physics, which collapsed after World War I. The essay covers the history of cosmical physics as it unfolded in particular in Germany, Austria, England and Scandinavia. Among the scientists who contributed to the development of cosmical physics were Wilhelm Foerster from Germany, Wilhelm Trabert from Austria, Kristian Birkeland from Norway and Svante Arrhenius from Sweden. While cosmical physics did not usually involve a cosmological dimension, both Birkeland and Arrhenius constructed cosmologies based on their work on auroral and other phenomena.

研究の動機と目的

• 19世紀末から20世紀初頭のヨーロッパにおける、宇宙物理学が独立した学際的研究分野として発展した歴史的経緯を再構築すること。
• 1890年から1915年までの間に、宇宙物理学が台頭した科学的・制度的・文化的要因を分析すること。
• 当初の顕著な存在感と学際的魅力にもかかわらず、第一次世界大戦後に宇宙物理学がなぜ衰退したのかを調査すること。
• クリスティアン・ピアソン、スヴァンテ・アレンニウス、ヴィルヘルム・フォアスター、ヴィルヘルム・トラーベルトらの主要科学者が、この分野の理論的・実験的基盤に果たした貢献を検討すること。
• ピアソンとアレンニウスが自身の研究に基づいて開発した宇宙論的モデルを踏まえても、宇宙物理学が実際には宇宙論的含みをほとんど持たなかったことの理由を検討すること。

提案手法

• ドイツ、オーストリア、イギリス、スカンジナビア諸国から得られた科学文献、手紙、制度記録の歴史的分析。
• 宇宙物理学に関連する代表的科学者を対象とした事例研究。特に、その出版物、研究計画、機関への所属に注目する。
• 宇宙物理学の概念的境界の検討。地球物理学、気象学、太陽物理学、電磁気学を統合する仕組みを含む。
• 科学会議、観測所、研究計画を含む、分野の制度的基盤の成立過程を年代順にたどること。
• 第一次世界大戦後に生じた科学的パラダイムの転換が、宇宙物理学の分野を専門的分野に分割させた経緯の分析。
• 学術論文、会議録、個人のアーカイブなどの一次資料を用いて、分野の知的・社会的文脈を再構築すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 19世紀末から20世紀初頭にかけて、「宇宙物理学」として知られる科学的領域とは何か。その範囲はどのように変化したのであろうか。
• RQ2 なぜ1890年から1915年ごろにかけて宇宙物理学が広く受け入れられ、大きな支持を得たのか。その台頭を可能にした制度的・知的要因は何か。
• RQ3 ピアソンやアレンニウスらの主要科学者が、宇宙物理学にどのように貢献したのか。それらの業績は、より広範な物理理論にどのような影響を及えたのか。
• RQ4 第一次世界大戦後に宇宙物理学がなぜ衰退したのか。学問的専門化がその分離にどのように寄与したのか。
• RQ5 宇宙物理学はどの程度宇宙論的考えを取り入れていたのか。当時の主流の宇宙論とはどのように異なっていたのか。

主な発見

• 宇宙物理学は1890年から1915年の間に、オーロラ、磁気ストーム、大気電気といった地上的および天体的現象を統合する統一的学術的計画として登場した。
• この分野はドイツ、オーストリア、ノルウェー、スウェーデンで特に顕著で、ヴィルヘルム・フォアスター、ヴィルヘルム・トラーベルト、クリスティアン・ピアソン、スヴァンテ・アレンニウスらの貢献が大きい。
• 学際的性質を有していたものの、宇宙物理学は通常、宇宙論的理論を含んでいなかった。ただし、ピアソンとアレンニウスは、実験的・観測的業績に基づいて宇宙論的モデルを独自に開発した。
• 第一次世界大戦後に、専門的科学分野の台頭と科学的関心の変化により、宇宙物理学は崩壊し、その統一的枠組みは解体された。
• 「宇宙物理学」という用語は、常に一貫した定義を持たず、異なる国における科学コミュニティの間で、広範かつ議論の多い範囲を反映していた。
• 宇宙物理学の遺産は、現代の地球物理学および太陽・地上物理の分野に生き続けている。これらは、その基礎的研究から発展したのである。